کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8876576 1623756 2018 46 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
How leaking and overproducing resources affect the evolutionary robustness of cooperative cross-feeding
ترجمه فارسی عنوان
چگونه منابع ناپاک و بیش از حد تولید می کنند بر توانایی تکاملی متقابل تغذیه همکاری می
ترجمه چکیده
متقابل تغذیه، مبادله مبادله منابع بین میکروب ها، همه جا وجود دارد؛ با این حال، مدل ها نشان می دهد که باید فریبنده باشد. کار اخیر نشان داد که دو مکانیسم جدیدی وجود دارد که می تواند متقاضیان را مجبور به رد تقلب ها کند، حتی در صورت عدم اتصال تنگ بین موجودات همکاری. اولین شکل گیری الگوی است که فیدرهای متقابل الگوهای منظم را تشکیل می دهند تا منابعشان از هم جدا شوند و تقلب ها نمی توانند هر دو را به دست آورند. مکانیسم دوم عدم اطمینان همسایگی است، که در آن تصادفات جمعیتی منابع را جدا می کند، بنابراین تقلب ها نمی توانند هر دو را به دست آورند. در اینجا ما از یک مدل فضایی تصادفی برای تست اینکه آیا این مکانیزم ها به طور تثبیت کننده پایدار هستند یا اینکه آنها تحت تحول تدریجی به سمت کاهش تولید منابع ذخیره می شوند، استفاده می شود. پاسخ به این بستگی دارد که آیا یک میکروب میتواند منبع را برای خود ایجاد کند بدون آنکه آن را به اشتراک بگذارد. اگر نمیتواند (به عنوان مثال اگر تولید بیشتر منابع به معنی به اشتراک گذاشتن بیشتر از یک منبع است)، هر دو مکانیسم به کار خود ادامه میدهند. در این مورد، تولید منابع مستقیما به فرد منفعت می بخشد و همکاری یک محصول جانبی است. اگر میکروب ها بتوانند بدون اشتراک آن منابع را ایجاد کنند (به عنوان مثال اگر تولید یک صفات الهی است)، عدم اطمینان همسایه به طور کامل شکست می خورد و شکل گیری الگو تضعیف می شود. در این مورد، هزینه گرایی به نفع مستقیم فرد نیست و تنها می تواند ادامه یابد، اگر ارگان های تعاونی با شریک خود مرتبط شوند. بدین ترتیب، سازه های رمان، که بدون ارتباطات تنگ عمل می کنند، از بین می روند. این نتایج برای بوم شناسی مصنوعی تاثیر می گذارد، چرا که آنها نشان می دهند که چگونه تغذیه مهندسی شده بر پایه تکاملی خود تأثیر خواهد گذاشت.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علوم کشاورزی و بیولوژیک علوم کشاورزی و بیولوژیک (عمومی)
چکیده انگلیسی
Cooperative cross-feeding, a resource-exchange mutualism between microbes, is ubiquitous; however, models suggest it should be susceptible to cheating. Recent work suggested two novel mechanisms that could allow cross-feeders to exclude cheaters, even in the absence of tight coupling between cooperative organisms. The first is pattern formation, where cross-feeders form regular patterns so that their resources are separated and cheaters cannot obtain both. The second mechanism is neighbor uncertainty, where demographic stochasticity separates resources so cheaters cannot obtain both. Here we use a stochastic spatial model to test whether those mechanisms are evolutionarily stable, or whether they will collapse under gradual evolution towards reduced resource production. The answer depends on whether a microbe can make the resource for itself without sharing it. If it cannot (i.e. if producing more of a resource means sharing more of a resource), then both mechanisms continue to function. In this case, resource production directly benefits the individual, and cooperation is a byproduct. If microbes can make the resource without sharing it (i.e. if production is an altruistic trait), then neighbor uncertainty completely fails, and pattern formation is weakened. In this case, the costly trait has no direct benefit to the individual, and can only persist if cooperative organisms become associated with their partner. Thus, the novel mechanisms, which operate without tight associations, falter. These results have implications for synthetic ecology, as they suggest that how cross-feeding is engineered will impact its evolutionary stability.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Theoretical Biology - Volume 454, 7 October 2018, Pages 278-291
نویسندگان
, , ,